Im Video ist die Fertigung des flexiblen Greifers aus Silikon zu sehen.

Bild: Viscotec / Video: Viscotec

Weiche Roboter Extrem feiner Soft Gripper im 3D-Druck hergestellt

08.12.2020

Die Anwendungsfelder der Soft Robotics sind noch am Anfang, das Potenzial ist jedoch vielversprechend groß. In einem Versuch konnte nun ein miniaturisierter, sehr filigraner Pneumatikaktor beziehungsweise Soft Gripper 3D-gedruckt werden.

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Roboter sind ein fester Bestandteil in der Industrie und aus Fertigungshallen nicht mehr wegzudenken. Ihr Einsatz erfordert jedoch strenge Sicherheitsmaßnahmen, insbesondere wenn sie sich in Kontakt mit Menschen befinden.

Eine neue Art von Robotern minimiert die Verletzungsgefahr drastisch und bietet zudem noch andere Vorteile: Soft-Roboter bestehen aus einem flexiblen Material wie beispielsweise Silikon und werden durch ein gezieltes Füllen und Leeren (meist mit Druckluft beziehungsweise Vakuum) von Hohlräumen bewegt.

Herstellung weicher Greifer ist problematisch

Ein Beispiel für einen bereits in der Industrie verwendeten Soft-Roboter sind sogenannte pneumatische Greifer. Diese Aktoren zeichnen sich insbesondere durch ihre hohe Flexibilität an greifbaren Formen wie auch die zerstörungsfreie Handhabung von fragilen Gegenständen aus.

Die Fertigung dieser flexiblen Greifer stellt allerdings eine Herausforderung dar. Denn die komplexen Geometrien und die vielen Hohlräume machen eine Produktion im Spritzguss sehr aufwendig bis unmöglich.

Abhilfe kann die additive Fertigung durch ihre hohe Gestaltungsfreiheit verschaffen. Mit nur sehr geringem Aufwand lässt sich dann eine Änderung der Geometrie vornehmen. Dadurch eignet sich das Verfahren sehr gut für die Erforschung und das Testen neuer Greiferkonzepte.

Erfolgreiche Tests mit Silikon durchgeführt

Solche Versuche hat Viscotec in seinem 3D-Technikum vorgenommen. Essenziell für das Gelingen des Drucks war dabei die sehr präzise Verarbeitung des gewünschten Materials, im Falle des Soft-Grippers vorwiegend Silikon.

Der 3D-Druckkopf Vipro-Head 3/3 beziehungsweise 5/5 ist in der Lage, sehr feine Strukturen aus Silikon aufzubauen, mit einer Schichtdicke von 0,2 mm. Durch das aktive Rückfördern („retract“) tropft kein Material an ungewollte Stellen, und es entsteht ein Bauteil, das komplett luftdicht ist.

Das Ergebnis der ersten Tests: Mithilfe des Vipro-Head 3/3 beziehungsweise 5/5 sind pneumatische Aktoren mit sehr kleinen Abmessungen herstellbar.

Greifer bieten Potenzial für medizinische Anwendungen

Insbesondere in der Medizintechnik werden die Anwendungsmöglichkeiten der Miniaturgreifer intensiv geprüft. Im Bereich von minimalinvasiven Eingriffen beispielsweise ist das geringere Verletzungsrisiko durch die „sanften“ Roboter ein großer Vorteil gegenüber Werkzeugen aus Metall.

Aus diesem Grund hat Viscotec für seine Tests auch ein Medical-Grade-Silikon verwendet, um hier den Weg für einen Einsatz zu ebnen.

Bildergalerie

  • Der 3D-gedruckte Pneumatikaktor könnte beispielsweise in der minimalinvasiven Medizin zur Anwendung kommen.

    Bild: Viscotec

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